Midas＼DB＼Prbp在预应力混凝土连续箱梁横向计算中的对比分析

Midas＼DB＼Prbp在预应力混凝土连续箱梁横向计算中的对比分析

【摘要】在铁路桥梁建设中，单箱单室预应力混凝土连续箱梁较为普遍。在进行设计计算时，一般是把三维空间桥梁结构进行简化，在纵向和横向分别对桥梁进行平面杆系计算。本文采用三种有限元计算程序Midas、DB、Prbp对一座铁路预应力混凝土连续箱梁进行横向计算，给出其中部分单元的弯矩图计算结果，并对计算结果进行对比分析。

【关键词】箱梁;横向计算;Midas;桥博;Prbp

0.前言

在桥梁工程界，预应力混凝土连续梁的计算，多采用简化的平面杆系结构，通过有限元软件进行计算，尤其在很多标准跨径的较小跨连续梁中多采用这种方法。由于桥梁本身为空间结构，当采用了上述方法后，所得到的计算结果只是梁桥纵向的分析计算结果，还要对桥梁横向进行单独的平面计算，以保证桥梁横向的刚度、强度、稳定性[1]。

本文以一座整体桥面铁路预应力混凝土连续箱梁桥为例，分别采用有限元计算程序Midas、D B、Prbp对桥梁结构进行横向计算，并对计算结果进行对比分析。

1.工程实例计算原则及结构模型

在桥梁纵向截取连续箱梁受力较大截面1延米，横向按钢筋混凝土刚架进行计算。本文选择连续梁桥主跨跨中截面作为计算截面，对刚架进行有限元划分，共44个节点，44个单元。计算荷载主要包括：自重、二期恒载、收缩徐变、列车活载、人群活载、温度效应、横向摇摆力、径向力等。在以上各种荷载效应作用下，用Midas、DB、Prbp对刚架结构进行静力分析。

2.计算结果

根据铁路桥梁相关规范，本文对结构计算模型建立了两组荷载组合方式[2]：

组合1：自重＋二期恒载＋收缩徐变＋列车活载＋人群活载＋径向力＋横向摇摆力

组合2：自重＋二期恒载＋收缩徐变＋列车活载＋人群活载＋温度变化＋横向摇摆力＋径向力

结构计算结果包括内力，应力，变形等诸多项目，本文只进行结构的弯矩结果对比分析。给出两种组合下结构9－18单元的弯矩图。

组合1模式刚架结构运营阶段的弯矩图如下：

组合2模式刚架结构运营阶段的弯矩包络图如下：

3.计算结果对比分析

在组合1的情况下，从图中可以看出Midas、DB的计算结果相差无几，例如9号单元左截面处的弯矩分别为-90.2KN·M、-90.5KN·M，其余截面也很相近。Prbp给出的结果为包络形式，但其最大值与Midas、D B的结果非常接近，9号单元左截面处的弯矩为-90.9KN·M。

在组合2的情况下，本文给出三种有限元软件计算结果的包络图，从Midas、D B的输出结果弯矩图中，也可以很明显地看出两者在各截面处，结果几乎一样。而Prbp的输出结果与前两者的出入与荷载组合1模式下的情况类似。只有13、14号单元各节点的最小弯矩值与Midas civil、Doctor Bridge的计算结果相差较大，如13号单元右截面，Prbp2000为34.2KN·M，Midas civil、Doctor Bridge分别为-10.5KN·M、-11.8KN·M。

4.结束语

4.1 Prbp程序的效应图输出结果形式与Midas、D B不同，基本以包络形式输出，而Midas、D B可以以包络或非包络形式分别输出。

4.2 Midas、D B、Prbp三种程序在相同的计算模式下，输出结果上非常接近，而微小的差异我们猜测是由于在进行温度荷载计算时，软件本身的输入模式的不同所引起的。■

【参考文献】

［１］范立础.桥梁工程(上册，第二版)[M].北京:人民交通出版社，1996.

［２］TB 10002.3-2005,铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范[S].

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文